海洋平台结构设计导管架平台总体设计

会计学1海洋平台结构设计海洋平台结构设计 导管架平台总体设计导管架平台总体设计导管架平台总体设计导管架平台总体设计定义：按一般的设计准则、法规和标准处理平台上部设施和设备的定义：按一般的设计准则、法规和标准处理平台上部设施和设备的工艺布置工艺布置与与支承结构选型支承结构选型的总体问题的总体问题总体布置的目的：寻求平台总体的最优设计方案总体布置的目的：寻求平台总体的最优设计方案平台总体设计平台总体设计第一章第一章 绪绪 论论Chapter 1 introduction工艺布置是支承结构规划布置的依据；支承结构选型必须满足工艺布置的要求工艺布置是支承结构规划布置的依据；支承结构选型必须满足工艺布置的要求平台总体设计过程：反复进行工艺布置与结构选型的过程平台总体设计过程：反复进行工艺布置与结构选型的过程第1页/共55页平台使用参数平台使用参数施工参数施工参数海洋环境参数海洋环境参数海底地质参数海底地质参数n第一节第一节 设计参数设计参数平台的用途、工艺要求平台的用途、工艺要求施工手段、满足施工要求的自然环境条件施工手段、满足施工要求的自然环境条件工作环境参数、极端环境参数工作环境参数、极端环境参数工程地质参数、适宜的持力层工程地质参数、适宜的持力层第2页/共55页 （1）使用年限）使用年限 （2）平台设置的位置及该位置的水深）平台设置的位置及该位置的水深 （3）是否有人居住，若有人居住，居住人数、人员上下平台方法）是否有人居住，若有人居住，居住人数、人员上下平台方法及紧急状态的撤离方法及紧急状态的撤离方法 （4）平台工艺布置要求及处理方法）平台工艺布置要求及处理方法 （5）供应船的尺度、停靠方式，直升飞机的型号及直升飞机停泊）供应船的尺度、停靠方式，直升飞机的型号及直升飞机停泊场的布置，起重设备能力及数量场的布置，起重设备能力及数量 （6）油（气）井的数目、间距）油（气）井的数目、间距 （7）保证工作人员和设备的安全、防止污染、减少振动及防火的）保证工作人员和设备的安全、防止污染、减少振动及防火的措施措施 一、平台使用参数一、平台使用参数第3页/共55页 （1）要求预制场地有足够的工作面积）要求预制场地有足够的工作面积 （2）供水供电方便、充足，能正常进行构件制造）供水供电方便、充足，能正常进行构件制造 （3）要求路上交通有铁路公路相通，水路有码头通航，能够保证）要求路上交通有铁路公路相通，水路有码头通航，能够保证大量材料运进和大型构件运出大量材料运进和大型构件运出 （4）要求有足够的工作船和起重机具进行运输安装）要求有足够的工作船和起重机具进行运输安装 （5）平台制造厂技术水平能满足平台制造要求）平台制造厂技术水平能满足平台制造要求 （6）要求从制造场地到平台服役海域的航线有足够的航行水深）要求从制造场地到平台服役海域的航线有足够的航行水深 二、施工参数二、施工参数第4页/共55页 （1）海洋环境：）海洋环境：a.风、波浪、潮汐、海流、海冰、地震、海啸风、波浪、潮汐、海流、海冰、地震、海啸 b.风、雨、雪、雾、霜、温度、湿度风、雨、雪、雾、霜、温度、湿度 c.地基土壤、腐蚀性海水、海生物附着、盐度地基土壤、腐蚀性海水、海生物附着、盐度 （2）环境参数包括工作环境参数、极端环境参数）环境参数包括工作环境参数、极端环境参数 （3）工作环境参数：平台在施工和使用期间经常出现的环境参数，以）工作环境参数：平台在施工和使用期间经常出现的环境参数，以保证平台能正常施工和生产作业为标准保证平台能正常施工和生产作业为标准 （4）极端环境参数：平台在使用年限内，极少出现的恶劣环境参数，）极端环境参数：平台在使用年限内，极少出现的恶劣环境参数，作为保证平台生存标准。所选用的荷载重现期均不小于作为保证平台生存标准。所选用的荷载重现期均不小于50年年 三、海洋环境参数三、海洋环境参数第5页/共55页 （1）平台设计前需进行地质调查：）平台设计前需进行地质调查：a.现场海底地貌情况现场海底地貌情况 b.浅地层剖面浅地层剖面 c.地球物理测量结果地球物理测量结果 d.周围土层的分类、年代、成因类型、状态、分布规律周围土层的分类、年代、成因类型、状态、分布规律 e.软硬岩土层的接触关系、接触面的坡度和坡向软硬岩土层的接触关系、接触面的坡度和坡向 （2）了解本海域不良工程地质现象：海沟、古河道、断层、海底冲刷情况）了解本海域不良工程地质现象：海沟、古河道、断层、海底冲刷情况 （3）分析场地工程地质参数，判定不良地质现象对平台安装的影响）分析场地工程地质参数，判定不良地质现象对平台安装的影响 （4）确定适宜的持力层）确定适宜的持力层 四、海底地质参数四、海底地质参数第6页/共55页第二节第二节第二节第二节 导管架平台的构成及分类导管架平台的构成及分类导管架平台的构成及分类导管架平台的构成及分类导管架平台导管架平台支承结构支承结构导管架导管架钢管桩钢管桩板板上部设施与设备上部设施与设备甲板梁甲板梁滑道梁滑道梁桁架桁架立柱立柱设备设备甲甲板板结结构构第7页/共55页第8页/共55页 导管架平台是由腿柱和纵横导管架平台是由腿柱和纵横杆系构成的空间构架。杆系构成的空间构架。纵向和横向连接杆构成的支纵向和横向连接杆构成的支撑可传递水平荷载，保证结撑可传递水平荷载，保证结构的整体稳定。构的整体稳定。1、导管架导管架腿柱（导管）腿柱（导管）水平撑杆水平撑杆斜撑杆斜撑杆桩桩第9页/共55页导管架的主要作用1.桩基施工时桩基施工时，作为打桩定位和打桩导向，作为打桩定位和打桩导向，并使各单桩有机地连为一体并使各单桩有机地连为一体2.安装上部设施与设备时安装上部设施与设备时，可在上面架设，可在上面架设临时施工平台，保证施工安全和加快施工临时施工平台，保证施工安全和加快施工进度进度3.作为支撑结构的一部分可以增加结构的作为支撑结构的一部分可以增加结构的抗倾覆能力的刚度，提高结构整体稳定性抗倾覆能力的刚度，提高结构整体稳定性4.可作为大量附属设施的支撑可作为大量附属设施的支撑第10页/共55页2.2.钢管桩钢管桩钢管桩钢管桩钢管桩钢管桩导管架导管架导管架导管架海床海床海床海床 群桩基础把平台固定于海床，可承受各种使用荷载和海洋环境荷载。群桩基础把平台固定于海床，可承受各种使用荷载和海洋环境荷载。群桩基础把平台固定于海床，可承受各种使用荷载和海洋环境荷载。群桩基础把平台固定于海床，可承受各种使用荷载和海洋环境荷载。第11页/共55页3.3.甲板结构甲板结构 板板板板 梁梁梁梁桁架（立柱）桁架（立柱）桁架（立柱）桁架（立柱）甲板结构：为海上油气田开发和其它海洋开发提供足够的使用空间，用甲板结构：为海上油气田开发和其它海洋开发提供足够的使用空间，用甲板结构：为海上油气田开发和其它海洋开发提供足够的使用空间，用甲板结构：为海上油气田开发和其它海洋开发提供足够的使用空间，用来布置各种设施和设备。来布置各种设施和设备。来布置各种设施和设备。来布置各种设施和设备。第12页/共55页4.4.设施和设备模块设施和设备模块 陆地制作模块陆地制作模块陆地制作模块陆地制作模块 海上海上海上海上 甲板结构甲板结构甲板结构甲板结构 现代平台设计通常按照起重机的允许最大吊装能力和工艺流程要求，将现代平台设计通常按照起重机的允许最大吊装能力和工艺流程要求，将现代平台设计通常按照起重机的允许最大吊装能力和工艺流程要求，将现代平台设计通常按照起重机的允许最大吊装能力和工艺流程要求，将上部设施与设备分成很多模块。上部设施与设备分成很多模块。上部设施与设备分成很多模块。上部设施与设备分成很多模块。按工艺流程组装模块按工艺流程组装模块按工艺流程组装模块按工艺流程组装模块第13页/共55页 导管架平台导管架平台井井口口平平台台生生产产处处理理平平台台泵泵站站与与压压缩缩机机平平台台生生活活平平台台火火炬炬平平台台集集油油（气）（气）平平台台注注入入平平台台综综合合平平台台其其他他种种类类平平台台第14页/共55页导管架平台的特点导管架平台的特点1 1.平台的支承结构是以圆钢管为主要构件的钢结构，平台的支承结构是以圆钢管为主要构件的钢结构，结构受力状态较好结构受力状态较好2.2.桩打的准而直，故结构适用于水深、浪高、风大的桩打的准而直，故结构适用于水深、浪高、风大的海域海域3.3.打桩作业简单，且导管架可保证平台结构的整体稳打桩作业简单，且导管架可保证平台结构的整体稳定性定性4.4.分分模块作业使得结构既安全又经济模块作业使得结构既安全又经济5.5.平台平台设计、制造和安装技术成熟，结构的适用性强设计、制造和安装技术成熟，结构的适用性强第15页/共55页有利于抵抗海洋环境荷载作用有利于抵抗海洋环境荷载作用便于工作船停靠便于工作船停靠满足平台上部设施与设备工艺布置要求满足平台上部设施与设备工艺布置要求n第三节第三节 平台的方位、结构型式及主要尺寸设计平台的方位、结构型式及主要尺寸设计使支撑结构抗倾覆能力强的方向与流向一致使支撑结构抗倾覆能力强的方向与流向一致火炬塔在下风向，生活区在上风向火炬塔在下风向，生活区在上风向一、平台的方位设计一、平台的方位设计平台的方位：在标明正北方向的平面图上，平台主轴与正北方向的夹角。它通常取决于主导风向、波向、流向、海冰方向及平台使用要求。平台的方位：在标明正北方向的平面图上，平台主轴与正北方向的夹角。它通常取决于主导风向、波向、流向、海冰方向及平台使用要求。把靠船装置布置在支撑结构与流向相平行的一侧把靠船装置布置在支撑结构与流向相平行的一侧选择平台方位的原则：选择平台方位的原则：第16页/共55页导导管管架架三腿柱导管架三腿柱导管架四腿柱导管架四腿柱导管架八腿柱导管架八腿柱导管架主主要要用用于于井井口口平平台台、火火炬炬平平台台、机械设施支承平台机械设施支承平台主主要要用用于于井井口口平平台台、生生活活平平台台、压压缩缩机机平平台台、油油（气气）生生产产平平台台、钻井平台钻井平台主要用于综合平台主要用于综合平台平台支承结构型式的选择即平台支承结构型式的选择即导管架结构型式导管架结构型式和和桩基布置型式桩基布置型式的选择。的选择。其它导管架其它导管架6、9、12、16、24腿柱导管架平台腿柱导管架平台目前世界上导管架趋势是向少腿柱发展，大多数为目前世界上导管架趋势是向少腿柱发展，大多数为4 4腿柱和腿柱和8 8腿柱导管架平腿柱导管架平台。台。二、平台支承结构的型式设计第17页/共55页撑撑杆杆的的布布置置K型撑杆型撑杆X型撑杆型撑杆撑杆受压，易失稳撑杆受压，易失稳撑撑杆杆有有效效长长度度短短，可可采采用用细细长长杆杆件件，减少导管架总重量减少导管架总重量导管架腿柱和支承腿柱的撑杆共同构成导管架导管架腿柱和支承腿柱的撑杆共同构成导管架空间框架结构空间框架结构。荷荷载载作作用用下下，一一根根受受拉拉，可可防防止止另另一根受压撑杆失稳一根受压撑杆失稳焊接节点多，焊接工作量大焊接节点多，焊接工作量大撑杆有效长度大，导管架总重量大撑杆有效长度大，导管架总重量大焊焊接接节节点点少少，焊焊接接工工作作量量小小，费费用用低低设计者的经验、导管架运送方式、施工技术决定撑杆布置型式。一般在深水设计者的经验、导管架运送方式、施工技术决定撑杆布置型式。一般在深水海域和地震海域多采用海域和地震海域多采用X X型撑杆。型撑杆。第18页/共55页桩基布置型式桩基布置型式1 1.桩基的布置和桩数决定导管架型式桩基的布置和桩数决定导管架型式2.2.边桩：均匀布置在导管架底部四周的桩边桩：均匀布置在导管架底部四周的桩3.3.裙桩：布置在导管架四个角柱周围的桩裙桩：布置在导管架四个角柱周围的桩第19页/共55页桩桩基基的的布布置置边桩布置边桩布置裙桩布置裙桩布置平平台台上上部部竖竖向向荷荷载载显显著著大大于于水水平平荷荷载引起的倾覆力矩对地基的作用载引起的倾覆力矩对地基的作用适适用用于于水水平平荷荷载载对对地地基基引引起起的的倾倾覆覆力矩占地基总负载较大比例的情况力矩占地基总负载较大比例的情况裙裙桩桩可可承承受受更更大大倾倾覆覆力力矩矩；导导管管架架需采用较粗支撑需采用较粗支撑北海应用较多北海应用较多上上部部竖竖向向荷荷载载较较直直接接通通过过腿腿柱柱传传到到基基础础，导导管管架架撑撑杆杆主主要要用用来来承承受受水水平荷载，支撑较细平荷载，支撑较细墨西哥湾应用较多墨西哥湾应用较多边桩与裙桩结合布置边桩与裙桩结合布置第20页/共55页 根据油田开发及其位置的相关参数：根据油田开发及其位置的相关参数：a.水深、平台上部设施与设备重量、甲板面积水深、平台上部设施与设备重量、甲板面积 b.上部设施与设备的重量分布、油井的数量和产量、油井的上部设施与设备的重量分布、油井的数量和产量、油井的位置、辅助设施的位置位置、辅助设施的位置 c.海洋环境资料、地质地貌（包括桩的钻孔资料）、可能的施海洋环境资料、地质地貌（包括桩的钻孔资料）、可能的施工方法工方法 导管架结构型式选择依据导管架结构型式选择依据第21页/共55页三、平台主要轮廓尺度确定三、平台主要轮廓尺度确定 平台主要轮廓尺度包括平台主要轮廓尺度包括上部结构的轮廓尺度上部结构的轮廓尺度和和下部支承结构下部支承结构的轮廓尺度。的轮廓尺度。1.1.上部结构的轮廓尺度：甲板面积和甲板高程上部结构的轮廓尺度：甲板面积和甲板高程甲板区甲板区中央甲板区中央甲板区悬臂甲板区悬臂甲板区甲板面积甲板面积取取决决于于使使用用要要求求、上上部部设设施施与与设设备备的工艺布置和其外形尺寸的工艺布置和其外形尺寸需需考考虑虑平平台台要要具具有有一一定定的的自自持持能能力力及二次采油所需增加设施的空间及二次采油所需增加设施的空间支撑结构腿柱边界线以内部分的甲板区支撑结构腿柱边界线以内部分的甲板区支撑结构腿柱边界线以外部分的甲板区支撑结构腿柱边界线以外部分的甲板区第22页/共55页甲板高程甲板高程 a.a.底层甲板下缘的高程底层甲板下缘的高程C CH H :b.b.甲板的层间高度：甲板的层间高度：由设备的高度和操作、维修、防火的安全空间决定。由设备的高度和操作、维修、防火的安全空间决定。Ht 设计高潮位，高潮累积频率设计高潮位，高潮累积频率10%10%的潮位的潮位Hw 设计波高，设计波高，5050年或年或100100年重现期最大波高的可能值年重现期最大波高的可能值 底层甲板下缘与波峰间的间隙，底层甲板下缘与波峰间的间隙，1.03.0m1.03.0m第23页/共55页2.支承结构轮廓尺度确定支承结构轮廓尺度确定 a.a.导管架的顶高程：导管架的顶高程：需考虑上部结构与支承结构的连接形式及上部设施与设备在海上安装期是需考虑上部结构与支承结构的连接形式及上部设施与设备在海上安装期是否需架设临时施工平台。否需架设临时施工平台。b.b.导管架的底高程：导管架的底高程：两个原则：导管架腿柱要插入泥面下足够深度；依靠导管架自身重量和适两个原则：导管架腿柱要插入泥面下足够深度；依靠导管架自身重量和适当锤击可顺利达到设计深度要求。当锤击可顺利达到设计深度要求。导管架底部水平支撑轴线与自然泥面齐平；导管架底部水平支撑轴线与自然泥面齐平；在导管架底部需设置防尘板，其面积由导管架有效重量和海底表层土壤的在导管架底部需设置防尘板，其面积由导管架有效重量和海底表层土壤的承载能力确定。承载能力确定。第24页/共55页 c.c.导管架层间高程：导管架层间高程：主要取决于导管架腿柱的柔度、桩的间距、交于各节点的垂向支撑的交角。主要取决于导管架腿柱的柔度、桩的间距、交于各节点的垂向支撑的交角。一般为一般为1218m1218m。d.d.导管架腿柱的倾斜度：导管架腿柱的倾斜度：导管架腿柱的倾斜度对导管架的重量、桩的轴向承载力、平台所受的波浪导管架腿柱的倾斜度对导管架的重量、桩的轴向承载力、平台所受的波浪力、打桩效率、海上接桩都有影响；一般布置为双斜对称型。力、打桩效率、海上接桩都有影响；一般布置为双斜对称型。可根据土质特性、打桩机性能、钢材牌号、是否用辅桩、制造费用、安装可根据土质特性、打桩机性能、钢材牌号、是否用辅桩、制造费用、安装费用选择最佳倾斜度。费用选择最佳倾斜度。导管架四角腿柱典型斜度为导管架四角腿柱典型斜度为1:81:8。第25页/共55页 e.e.水面附近的构件尺度：水面附近的构件尺度：尽可能减小水面附近的构件尺度。为了减小对角支撑直径，应合理地设计尽可能减小水面附近的构件尺度。为了减小对角支撑直径，应合理地设计荷载的传递路径，一般将荷载由导管架内框架向外框架的传递设计在低于水面荷载的传递路径，一般将荷载由导管架内框架向外框架的传递设计在低于水面以下的水域内进行，以减少导管架外框架腿柱直径。以下的水域内进行，以减少导管架外框架腿柱直径。f.f.桩尖支承高程：桩尖支承高程：桩尖支承高程主要取决于桩的入土深度。桩尖支承高程主要取决于桩的入土深度。桩尖一般支承在持力层上。桩尖一般支承在持力层上。为防止桩基的不均匀沉降，桩尖应支承在同一土层上。为防止桩基的不均匀沉降，桩尖应支承在同一土层上。第26页/共55页第四节第四节第四节第四节 平台上的主要设备平台上的主要设备平台上的主要设备平台上的主要设备确定工艺流程确定工艺流程确定工艺流程确定工艺流程决定工艺设备和机械设备决定工艺设备和机械设备决定工艺设备和机械设备决定工艺设备和机械设备确定辅助设施和服务设施确定辅助设施和服务设施确定辅助设施和服务设施确定辅助设施和服务设施 根据储油层情况、水深、支承结构型式、工艺要求、开发经济性、法规决定设备根据储油层情况、水深、支承结构型式、工艺要求、开发经济性、法规决定设备根据储油层情况、水深、支承结构型式、工艺要求、开发经济性、法规决定设备根据储油层情况、水深、支承结构型式、工艺要求、开发经济性、法规决定设备布置情况。布置情况。布置情况。布置情况。平台上的设施和设备平台上的设施和设备钻井与井口设备钻井与井口设备油气处理设备油气处理设备第27页/共55页 a.开发井：当地震精查构造图可靠、评价井所取的地质资料比较齐全、探明开发井：当地震精查构造图可靠、评价井所取的地质资料比较齐全、探明储量的计算误差在规定范围以内时，可根据编制的该油气田开发方案，为储量的计算误差在规定范围以内时，可根据编制的该油气田开发方案，为完成产能建设任务完成产能建设任务按开发井网按开发井网进行钻井，这样所钻的井称为开发井进行钻井，这样所钻的井称为开发井 b.自给式平台钻机：本身带有动力设备和生活设施的平台钻机自给式平台钻机：本身带有动力设备和生活设施的平台钻机 c.非非自给式平台钻机：利用采用设备与设施提供的动力和生活条件（包括动自给式平台钻机：利用采用设备与设施提供的动力和生活条件（包括动力、饮用水、海水、柴油、压缩空气及生活区）的平台钻机力、饮用水、海水、柴油、压缩空气及生活区）的平台钻机 d.d.井口：控制来自生产井和注水井流量的阀门和管道的总称，包括套管头、井口：控制来自生产井和注水井流量的阀门和管道的总称，包括套管头、油管头、总闸门、翼阀、自动关闭阀、流量控制阀或油嘴油管头、总闸门、翼阀、自动关闭阀、流量控制阀或油嘴 在导管架平台上钻井，都是钻开发井，通常采用平台钻机，在导管架平台上钻井，都是钻开发井，通常采用平台钻机，包括自给式平台钻机和非自给式平台钻机包括自给式平台钻机和非自给式平台钻机第28页/共55页一、钻井与井口设备一、钻井与井口设备一、钻井与井口设备一、钻井与井口设备钻井与井口设备钻井与井口设备非自给式平台钻机非自给式平台钻机利用采油设施与利用采油设施与设备提供动力设备提供动力利用采油设施与利用采油设施与设备提供生活条件设备提供生活条件井架及提升系统井架及提升系统自给式平台钻机自给式平台钻机旋转钻井设备旋转钻井设备循环净化系统循环净化系统动力设备动力设备井架移动底座井架移动底座带有直升飞机带有直升飞机甲板的生活设施甲板的生活设施井井 口口其他辅助设施其他辅助设施第29页/共55页二、油气处理设备二、油气处理设备工艺设备工艺设备直升飞机甲板及其服务设施直升飞机甲板及其服务设施公用设施与设备公用设施与设备注入设备组装系统注入设备组装系统机械设备机械设备油油气气处处理理设设备备火炬和紧急卸压系统火炬和紧急卸压系统生活设施与设备生活设施与设备上部设施与设备的上部设施与设备的核心核心安全救生和通信的设施与设备安全救生和通信的设施与设备平台甲板结构平台甲板结构第30页/共55页1 1）分离器：）分离器：一个钢制的密封圆筒或球，依靠重力升降或离心的作用分离来自一个钢制的密封圆筒或球，依靠重力升降或离心的作用分离来自油井的不同密度的液体，把液体分为气相或液相油井的不同密度的液体，把液体分为气相或液相工艺设备工艺设备分离器分离器换热器换热器容器容器1、工艺设备、工艺设备类型：卧式分离器、立式分离器类型：卧式分离器、立式分离器作用：使气体从大量液体中分开；使一种液体与另一种液体分开；或两者兼之作用：使气体从大量液体中分开；使一种液体与另一种液体分开；或两者兼之大小：主要取决于容器中的允许气体流速、油（液）停留时间、水停留时间、大小：主要取决于容器中的允许气体流速、油（液）停留时间、水停留时间、油滴大小（仅限于三相分离器）油滴大小（仅限于三相分离器）2 2）换热器：）换热器：借助空气或水通过翅片管束完成冷却作用，又称为冷却器借助空气或水通过翅片管束完成冷却作用，又称为冷却器型式：管壳式热交换器、板式热交换器型式：管壳式热交换器、板式热交换器3 3）容器：）容器：处理设备的核心或主要部分，包括各种塔、罐、过滤器。其尺寸和处理设备的核心或主要部分，包括各种塔、罐、过滤器。其尺寸和重量由工业设计人员根据流程要求查有关手册确定重量由工业设计人员根据流程要求查有关手册确定第31页/共55页1 1）压缩机：）压缩机：一种旋转式或往复式机械，利用它的传动装置和有关的滤清器、一种旋转式或往复式机械，利用它的传动装置和有关的滤清器、冷却器、管线、阀门及控制装置一起将天然气或空气从低压压缩到高压；、冷却器、管线、阀门及控制装置一起将天然气或空气从低压压缩到高压；、排气量是压缩机选型的决定因素排气量是压缩机选型的决定因素机械设备机械设备压缩机压缩机泵泵2、机械设备、机械设备类型：往复式压缩机、离心式压缩机（较常用）类型：往复式压缩机、离心式压缩机（较常用）原理：在较低压力下吸入气体，经过压缩，再在较高压力下排出原理：在较低压力下吸入气体，经过压缩，再在较高压力下排出大小：主要取决于压缩机进口气量和进出口压力大小：主要取决于压缩机进口气量和进出口压力2 2）泵：）泵：与传动装置、连接管线、阀门、减振器等一起输送流体与传动装置、连接管线、阀门、减振器等一起输送流体类型：输油泵组、脱水泵组、污水处理泵组、海水提升泵组、消防泵组、燃料类型：输油泵组、脱水泵组、污水处理泵组、海水提升泵组、消防泵组、燃料油泵组、火炬分液罐泵、真空泵、注水泵油泵组、火炬分液罐泵、真空泵、注水泵作用：利用增压，通过管线将流体从一个地点送到另一个地点作用：利用增压，通过管线将流体从一个地点送到另一个地点选择：根据输送液的性质及要求泵的排量确定泵型选择：根据输送液的性质及要求泵的排量确定泵型第32页/共55页3、公用设施与设备、公用设施与设备工艺设施与设备是油气生产中的辅助设施，它占有较大空间和具有较大重量工艺设施与设备是油气生产中的辅助设施，它占有较大空间和具有较大重量动力设备动力设备海水提升组装系统海水提升组装系统加热介质组装系加热介质组装系统统燃料气组装系统燃料气组装系统冷却介质组装系统冷却介质组装系统公用设施与设备公用设施与设备工用设施及仪表通风组装系统工用设施及仪表通风组装系统采出水、混油水及废液处理组装系统采出水、混油水及废液处理组装系统第33页/共55页4、注入设备组装系统、注入设备组装系统油田二次开发需要平台总体规划中考虑注入设备组装系统，即布置注水、注油田二次开发需要平台总体规划中考虑注入设备组装系统，即布置注水、注气、气举设备和设施气、气举设备和设施粗过滤器粗过滤器细过滤器细过滤器真空泵真空泵化学注入剂化学注入剂脱氧装置脱氧装置注入设备组装系统注入设备组装系统增压泵增压泵注入泵注入泵第34页/共55页5、火炬和紧急卸压系统、火炬和紧急卸压系统火炬和紧急卸压系统主要用于平台上少量低压气体的排放或紧急关闭时卸压。火炬和紧急卸压系统主要用于平台上少量低压气体的排放或紧急关闭时卸压。由于经济原因，把气体放空烧掉由于经济原因，把气体放空烧掉火炬结构及配管系统火炬结构及配管系统高压与低压火炬控制盘高压与低压火炬控制盘低压火炬头低压火炬头高压火炬分液罐高压火炬分液罐高压火炬头高压火炬头火火炬炬和和紧紧急急卸卸压压系系统统低压火炬分液罐低压火炬分液罐分液罐泵分液罐泵平平台台火火炬炬结结构构型型式式 火炬塔火炬塔 火炬臂火炬臂 远程火炬三脚架远程火炬三脚架第35页/共55页生活设施与设备主要是为平台上操作和维修设施与设备的全体人员提供住所生活设施与设备主要是为平台上操作和维修设施与设备的全体人员提供住所和支持系统。一般生活设施的规模由平台上工作人数、生活标准和人员的运和支持系统。一般生活设施的规模由平台上工作人数、生活标准和人员的运送方式决定。送方式决定。6、生活设施与设备、生活设施与设备直升飞机甲板结构及面积主要取决于选用的直升飞机性能和停泊直升飞机的数量直升飞机甲板结构及面积主要取决于选用的直升飞机性能和停泊直升飞机的数量直升飞机甲板上的主要设备：灯具、加油软管、灭火器、系扣点、系留绳索、风向显示器直升飞机甲板上的主要设备：灯具、加油软管、灭火器、系扣点、系留绳索、风向显示器7、直升飞机甲板及其服务设施、直升飞机甲板及其服务设施第36页/共55页安全救生和通信的设施与设备：救生艇；救生筏；救生圈；救生安全救生和通信的设施与设备：救生艇；救生筏；救生圈；救生吊臂；防火墙；火、气、烟的探测；消防设备；安全网；安全栏吊臂；防火墙；火、气、烟的探测；消防设备；安全网；安全栏杆；通信及公用广播系统；助航设备；医疗设施杆；通信及公用广播系统；助航设备；医疗设施8、安全救生和通信的设施与设备、安全救生和通信的设施与设备平台甲板结构作为上部设施与设备的一部分，主要用来承载模块平台甲板结构作为上部设施与设备的一部分，主要用来承载模块和设备，又称为上部设施与设备的支撑结构和设备，又称为上部设施与设备的支撑结构9、平台甲板结构、平台甲板结构第37页/共55页n第五节第五节 平台上设备的布置平台上设备的布置一、综合平台的特点一、综合平台的特点 （1）将多功能集中于一个平台上）将多功能集中于一个平台上 （2）平台可同时钻井和采油）平台可同时钻井和采油 （3）平台自持能力高）平台自持能力高 （4）上部设施与设备采用模块型式，在陆上完成制造、组装及预试运转，）上部设施与设备采用模块型式，在陆上完成制造、组装及预试运转，再在海上吊装再在海上吊装 （5）甲板上荷载大，一般为）甲板上荷载大，一般为500020000t （6）平台上的设施与设备按安全要求分区布置）平台上的设施与设备按安全要求分区布置 第38页/共55页二、设备布置要考虑的因素二、设备布置要考虑的因素 （1）平台的使用要求平台的使用要求 （2）平台上部空间甲板面积的安排平台上部空间甲板面积的安排 要充分考虑设施与设备之间的间距和空间要充分考虑设施与设备之间的间距和空间 （3）施工条件施工条件 施工条件包括设施与设备制造厂的地理位置和生产能力、可能得到的运施工条件包括设施与设备制造厂的地理位置和生产能力、可能得到的运 输驳船及浮吊的起吊能力、设施与设备的支撑结构型式及模块单元的优化输驳船及浮吊的起吊能力、设施与设备的支撑结构型式及模块单元的优化 （4）安全与环境保护的限制安全与环境保护的限制 第39页/共55页三、设备的布置原则三、设备的布置原则 （1）在满足使用要求的前提下，尽量选用效能高、体积小、重量轻、技术先在满足使用要求的前提下，尽量选用效能高、体积小、重量轻、技术先进、使用安全可靠、便于维修的设备进、使用安全可靠、便于维修的设备 （2）尽量采用模块布置，分块要满足生产流程要求，力求系统性和独立性；尽量采用模块布置，分块要满足生产流程要求，力求系统性和独立性；模块的重量、尺度要考虑支承结构和起重机能力，使模块单元最优化模块的重量、尺度要考虑支承结构和起重机能力，使模块单元最优化 （3）工艺布置要有足够的灵活性工艺布置要有足够的灵活性 （4）海上设备的选择要有较高的可靠性海上设备的选择要有较高的可靠性 （5）安全分区安全分区 公用设施公用设施公用设施公用设施钻井区钻井区钻井区钻井区生产区生产区生产区生产区生生活活区区上部设施与设备的一般布置示意图上部设施与设备的一般布置示意图上部设施与设备的一般布置示意图上部设施与设备的一般布置示意图第40页/共55页 （6）充分考虑工人操作、人员安全、设备维修与更换、意外事故发生时的充分考虑工人操作、人员安全、设备维修与更换、意外事故发生时的通道和空间通道和空间 （7）尽可能考虑设置封闭式模块尽可能考虑设置封闭式模块 （8）初步设计阶段所给出的上部设施和设备的重量、尺寸和重心数据必须初步设计阶段所给出的上部设施和设备的重量、尺寸和重心数据必须是可靠的，并应在详细设计阶段和制造阶段严格遵守是可靠的，并应在详细设计阶段和制造阶段严格遵守 （9）为海上人员接送和器材运输而设计的辅助设施，需充分考虑海洋环境为海上人员接送和器材运输而设计的辅助设施，需充分考虑海洋环境条件条件 第41页/共55页平台上的分区平台上的分区井井口口区区无无火火操操作作区区原原油油储储存存区区有有火火操操作作区区机机械械区区生生活活区区四、设备的布置四、设备的布置 进行上部设施与设备布置前，需对上部设施与上部按安全要求进行分组，以进行上部设施与设备布置前，需对上部设施与上部按安全要求进行分组，以便使危险区和噪声源尽可能远离安全区。便使危险区和噪声源尽可能远离安全区。第42页/共55页（1 1）井口区）井口区 a.必须布置在钻井装置、修井设备能够到达和提供足够平台支撑的地必须布置在钻井装置、修井设备能够到达和提供足够平台支撑的地方方 b.井口应同着火源、燃料、机械及下落物体隔开井口应同着火源、燃料、机械及下落物体隔开 c.保护井口应放在首要位置，并要保护人员的安全保护井口应放在首要位置，并要保护人员的安全 d.井口区域范围包括钻台、钻井液处理设施、井口、管汇井口区域范围包括钻台、钻井液处理设施、井口、管汇 e.把着火源和燃料源减到最少把着火源和燃料源减到最少 第43页/共55页（2 2）无火操作区）无火操作区 a.需避开着火源需避开着火源 b.无火工艺设备不应直接安装在没有特殊保护的有火设备的旁边或下无火工艺设备不应直接安装在没有特殊保护的有火设备的旁边或下方方 c.无火工艺容器可安装在距离井口较近的地方，因为它是潜在的燃料源无火工艺容器可安装在距离井口较近的地方，因为它是潜在的燃料源 d.在该区域把着火源减到最少在该区域把着火源减到最少 第44页/共55页（3 3）原油储存区）原油储存区 a.原油是可能的潜在危险源原油是可能的潜在危险源 b.原油储罐应安装在远离井口和潜在着火区域（机械区、生活区）或原油储罐应安装在远离井口和潜在着火区域（机械区、生活区）或用其它方法对原油储罐加以保护用其它方法对原油储罐加以保护 c.原油储罐可安装在无火工艺区容器附近，因为它也是潜在的燃料源，原油储罐可安装在无火工艺区容器附近，因为它也是潜在的燃料源，但要采取措施防止漏油但要采取措施防止漏油 d.在该区域把着火源减到最少在该区域把着火源减到最少 第45页/共55页（4 4）有火操作区）有火操作区 a.这一区域的设备是潜在的着火源这一区域的设备是潜在的着火源 b.有火工艺容器应远离井口，无火工艺容器和原油储罐应加以保护有火工艺容器应远离井口，无火工艺容器和原油储罐应加以保护 c.潜在的着火源有火工艺设备和机械设备这两类设备区域可以邻近安装潜在的着火源有火工艺设备和机械设备这两类设备区域可以邻近安装 d.在该区域要将燃料供应减到最少在该区域要将燃料供应减到最少 第46页/共55页（5 5）机械区）机械区 a.该区域既有潜在着火源，又有燃料源该区域既有潜在着火源，又有燃料源 b.此区域应安装在远离井口、无火工艺设备区、原油储罐和生活区此区域应安装在远离井口、无火工艺设备区、原油储罐和生活区 c.机械和有火工业设备可以邻近安装机械和有火工业设备可以邻近安装 d.此区域是噪声源和振动源，要远离生活区此区域是噪声源和振动源，要远离生活区 e.把燃料工艺减到最少把燃料工艺减到最少 第47页/共55页（6 6）生活区）生活区 a.此区域应防止外部火焰、爆炸和噪声此区域应防止外部火焰、爆炸和噪声 b.从住房区逃生的路线，应能容易通行到所要求的逃生设施中，而且从住房区逃生的路线，应能容易通行到所要求的逃生设施中，而且逃生路线设计应能把潜在的热源和火源减到最小程度逃生路线设计应能把潜在的热源和火源减到最小程度 c.作为火源之一，此区域应尽量同燃料源隔开作为火源之一，此区域应尽量同燃料源隔开 d.此区域应用防火墙或流出足够的距离，将住房与其他区域分开；且此区域应用防火墙或流出足够的距离，将住房与其他区域分开；且防火墙要尽量不开窗户或少开口防火墙要尽量不开窗户或少开口 e.此区域要远离操作区，通道远离操作区，且要布置安全通道此区域要远离操作区，通道远离操作区，且要布置安全通道 f.可以安装公用设施，但要采取措施控制噪声和怪味可以安装公用设施，但要采取措施控制噪声和怪味 第48页/共55页 上部设施和设备的布置上部设施和设备的布置上部设施和设备的布置上部设施和设备的布置主甲板主甲板下甲板下甲板下甲板下甲板底甲板底甲板底甲板底甲板布布置置钻钻机机、部部分分辅辅助助设设施施、生生活活设设施施布布置置生生产产设设施施、部部分分辅助设施、公用设施辅助设施、公用设施1 1.根据工艺布置原则和分区要求，根据工艺布置原则和分区要求，通常将设施和设备按通常将设施和设备按2323层布置层布置2.2.单一功能平台，一般布置单一功能平台，一般布置1212层层3.3.综合性平台可布置综合性平台可布置4 4层层4.4.底甲板上可布置一定的设备底甲板上可布置一定的设备第49页/共55页 平台总体规划与布置的主要内容平台总体规划与布置的主要内容平台总体规划与布置的主要内容平台总体规划与布置的主要内容主甲板主甲板下甲板下甲板下甲板下甲板底甲板底甲板底甲板底甲板布布置置钻钻机机、部部分分辅辅助助设设施施、生生活活设设施施布布置置生生产产设设施施、部部分分辅助设施、公用设施辅助设施、公用设施1 1.根据工艺布置原则和分区要求，根据工艺布置原则和分区要求，通常将设施和设备按通常将设施和设备按2323层布置层布置2.2.单一功能平台，一般布置单一功能平台，一般布置1212层层3.3.综合性平台可布置综合性平台可布置4 4层层4.4.底甲板上可布置一定的设备底甲板上可布置一定的设备第50页/共55页平台上部设施与设备工艺布置平台上部设施与设备工艺布置 第六节第六节 平台总体规划与布置平台总体规划与布置平平台台总总体体规规划划与与布布置置结构布置结构布置工程技术经济评价工程技术经济评价平台总体规划的平台总体规划的主要依据主要依据：平台的使用要求；平台安装海域的环境条件、：平台的使用要求；平台安装海域的环境条件、海底地质条件；平台建造与安装用的施工机具；现有的法规、条例和标准海底地质条件；平台建造与安装用的施工机具；现有的法规、条例和标准第51页/共55页一、平台上部设施与设备工艺布置一、平台上部设施与设备工艺布置根据使用要求选择工艺流程根据使用要求选择工艺流程选择布置工艺设备、机械设备选择布置工艺设备、机械设备布置备品仓库、确定堆场储量布置备品仓库、确定堆场储量确定人员接送方式、物资器材的补给方式确定人员接送方式、物资器材的补给方式安排公用设施与生活设施安排公用设施与生活设施确定安全、救生的方法和措施确定安全、救生的方法和措施确定防止污染的措施确定防止污染的措施上上部部设设施施与与设设备备工工艺艺布布置置甲板漏油、污水、废气、固体甲板漏油、污水、废气、固体废物、有毒物质的处理与排放废物、有毒物质的处理与排放第52页/共55页二、结构布置二、结构布置选择支承结构型式选择支承结构型式确定平台轮廓尺度确定平台轮廓尺度确定平台结构构件尺寸和布置确定平台结构构件尺寸和布置布置附属设施布置附属设施选择平台方位选择平台方位选择甲板支撑结构选择甲板支撑结构优化模块结构优化模块结构结结构构布布置置桩导向环、辅助浮力系统、靠船装置、腐蚀保护系统桩导向环、辅助浮力系统、靠船装置、腐蚀保护系统第53页/共55页三、工程技术经济评价三、工程技术经济评价方案的比较与论证方案的比较与论证工程进度计划的制定工程进度计划的制定最终方案的选择最终方案的选择工程量及费用的估算工程量及费用的估算工工程程技技术术经经济济评评价价第54页/共55页